2022年南京信息工程大學805天氣動力學考研大綱

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南京信息工程大學碩士研究生招生入學考試

考試大綱

科目代碼：805

科目名稱：天氣動力學

第一部分 目標與基本要求

《天氣動力學》主要涵蓋了《天氣學原理》、《中國天氣》及《動力氣象學》三部分內容。《天氣學原理》和《中國天氣》主要以天氣學理論揭示大氣運動的基本特征并闡述天氣系統及天氣過程生、消演變規律以及影響中國的主要天氣過程。《動力氣象學》在熱力學和流體力學的基礎上，研究大氣運動的動力過程、熱力過程，從理論上探討大氣環流、天氣系統演變的過程、規律和機理。

要求學生掌握系統掌握天氣學和大氣動力學的基本概念、基本理論和基本方法，理解天氣系統演變的基本規律和機理，并理解各理論、學說之間的有機聯系，提高分析問題、解決問題的能力，能理論聯系實際并提高自己吸收新知識的能力。

第二部分 具體內容

第一章 大氣運動的基本特征

1. 了解大氣運動各作用力含義、表達式及理解其物理意義

2. 了解個別變化、局地變化、平流變化含義

3. 掌握連續方程推導，了解質量散度、速度散度含義、表達式及其物理意義

4. 了解尺度分析含義、掌握并理解自由大氣中大尺度系統運動的特征

5. 掌握Ro數的定義、物理意義和重要性

6. 理解大尺度系統熱力學能量方程的物理意義

7. 了解P坐標系的優越性

8. 了解位勢、位勢高度、位勢米、幾何米的概念

9. 理解等高面上水平氣壓梯度力可以用等壓面上位勢梯度或等壓面坡度表示

10. 理解并掌握地轉風、梯度風、熱成風、地轉偏差的含義、表達式、討論及應用

11. 了解正壓大氣、斜壓大氣的概念及物理意義

第二章 氣團與鋒

1. 了解鋒、鋒面、鋒線、鋒區含義及鋒傾斜的原因

2. 了解冷性錮囚鋒、暖性錮囚鋒含義，要求會畫出剖面圖中鋒位置及等溫線分布

3. 了解馬古列斯鋒面坡度公式的物理意義

4. 理解鋒附近溫度分布特征及密度零級不連續面模擬鋒面時，鋒面附近要素場特征

5. 理解以密度一級不連續面模擬鋒面時，鋒面附近要素場特征

6. 掌握鋒面分析中，高空測風資料應用

7. 了解鋒生、鋒消概念及概況;了解鋒生帶(線)、鋒生函數、鋒生條件概念

8. 理解鋒生、鋒消的運動學特點

9. 了解鋒生、鋒消的動力學特點

第三章 氣旋與反氣旋

1. 了解氣旋和反氣旋特征及分類

2. 理解絕對渦度、相對渦度和行星渦度概念、表達式、物理含義及含義

 

3. 理解大尺度系統運動中，固定點相對渦度變化可以用其位勢高度變化表示

4. 掌握環流定理與渦度方程的物理意義;掌握大氣中渦旋系統演變的主要物理機制

5. 理解位渦的概念，了解位渦方程的推導，了解“位渦思想”在天氣學中的應用，會初步應用位渦守恒定律解釋實際過程。

6. 掌握位勢傾向方程及ω方程各項的物理意義及討論

7. 掌握斜壓系統發展的物理過程及發展因子

8. 了解氣旋族、氣旋再生、熱低壓的概念

9. 了解北方氣旋、南方氣旋活動范圍及成員

10. 了解蒙古氣旋和江淮氣旋生成過程

11. 了解爆發性氣旋的概念及成因

第四章 天氣系統演變的環流背景

1. 了解大氣平均流場特征與季節轉換

2. 掌握控制大氣環流的基本因子、了解三圈環流的形成

3. 了解極鋒鋒區與副熱帶鋒區的概念

4. 了解海陸分布、大地形對大氣環流的影響

5. 了解信風與季風概念

6. 了解東亞夏、冬季風環流系統的組成

7. 了解東亞季風形成的原因

8. 了解沃克環流和El Nino的含義及關系

9. 了解急流的概念及基本特點;了解三類高空急流的特征

10. 了解我國各季環流概況及主要天氣天氣過程特點

第五章 天氣形勢預報

1. 了解外推法的概念及應用

2. 理解運動學公式中含義，掌握應用運動學方法推導天氣系統的移速公式并會討論

 

3. 高空形勢預報方程中，由于假設各層等溫線平行，因此各層熱成風方向相同，這樣任意層風速，理解系數A的取值

 

4. 理解自然坐標系中的相對渦度平流，掌握曲率項及散合項在實際天氣圖中的應用

5. 掌握應用高空形勢預報方程，結合等高線等溫線分布解釋500hPa槽、脊變化

6. 掌握地面形勢預報方程，并會討論應用

7. 了解引導氣流的概念及應用

8. 掌握地形對天氣系統的移動及強度影響

9. 了解摩擦對天氣系統強度的影響

10. 了解鋒的移動預報及討論

第六章 寒潮天氣過程

1. 了解極渦、長波、上下游效應、阻塞高壓、切斷低壓等概念的含義

2. 了解長波波速公式的推導及討論

3. 了解寒潮、寒潮天氣系統，掌握寒潮中期和短中期天氣過程，并會結合天氣學原理解釋“小槽發展型”、“低槽東移型”、“橫槽轉豎型”寒潮短中期過程的演變過程以及三類寒潮過程的異同

第七章 大型降水天氣過程

1. 了解一般降水和暴雨的形成條件

2. 理解降水率(降水強度)、可降水量、水汽通量、水汽通量散度等物理概念及其表達式

3. 了解我國東部雨帶活動的主要規律及其與東亞主要環流系統季節變化的關系

4. 掌握影響我國降水的三個主要天氣過程(華南前汛期、江淮梅雨、華北和東北雨季)的特點及其主要環流特征

5. 掌握產生降水的主要天氣尺度系統及其與暴雨的關系，了解行星尺度、天氣尺度系統對暴雨作用

第八章 對流性天氣過程

1. 掌握一般雷暴和強雷暴的結構及其天氣

2. 了解颮、颮線、颮中系統含義以及及颮線與冷鋒的區別

3. 掌握對流性天氣形成的條件，理解對流性不穩定與條件性不穩定概念

4. 理解強雷暴發生發展有利條件

第九章 低緯度和高原環流系統

1. 了解低緯度大氣環流和大氣運動的基本特征

2. 理解西太平洋副熱帶高壓變動與我國天氣關系

3. 掌握南亞高壓的特征及其西太平洋副熱帶高壓的區別

4. 了解赤道輻合帶、東風波等熱帶天氣系統的結構特征及其天氣

5. 掌握臺風的含義，臺風的結構特征及其移動

6. 掌握臺風發生發展的必要條件和臺風形成的機制

第十章 大氣行星邊界層

1.掌握湍流運動的特性，理解湍流運動的一般處理方法，了解平均運動方程的推導

2.掌握邊界層的特點及大氣分層

3.理解混合長理論，掌握湍流輸送通量與湍流粘性力的概念

4.掌握近地面層中風隨高度分布的特點及求解方法

5.掌握Ekman層中風隨高度分布的特點，了解其求解過程

6.掌握Ekman抽吸、二級環流的概念，掌握大氣旋轉減弱的物理機制

第十一章 大氣能量學

1.掌握大氣能量的基本形態，掌握大氣位能與內能關系及全位能的概念

2.會推導質點動能方程，掌握閉合系統動能與全位能轉換的條件與機制

3.掌握有效位能的概念，了解有效位能的計算過程

4.掌握緯向平均運動與渦旋運動的概念，了解緯向平均運動動能和有效位能方程、渦旋運動動能和有效位能方程的推導過程

5.掌握實際大氣中能量循環過程及物理機制

第十二章 大氣波動學

1.掌握波動的基本概念，掌握單波與群波的概念，掌握群速度的概念和求法。

2.掌握微擾動的概念和線性化方法

3.掌握聲波產生的物理機制，了解其求解過程

4.掌握重力、慣性波產生和傳播的物理機制與性質，掌握重力外波和重力慣性外波的求解，掌握浮力振蕩的概念，了解重力內波和慣性波的求解過程

5.掌握Rossby波產生的機制、性質、物理模型及求解過程

6.理解波動濾波的概念及濾波條件

第十三章 大氣運動的穩定性理論

1.掌握波動穩定性的概念及數學表述

2.掌握慣性穩定度與靜力穩定度的概念及判據

3.掌握正壓不穩定的概念及判據，理解正壓不穩定判據的推導過程

4.掌握斜壓不穩定的概念及條件，理解斜壓二層模式和斜壓大氣結構，了解不穩定條件的推導過程

第十四章 地轉適應過程與準地轉演變過程

1.掌握地轉適應過程與準地轉演變過程的概念及大氣運動階段性特點

2.掌握地轉適應過程與準地轉演變過程的不同點

3.掌握地轉適應過程的物理機制，適應的結果與初始非地轉擾動尺度的關系

4.解斜壓大氣中適應過程的物理機制

第三部分 有關說明

1、基本要求：

本課程對各考核點的能力要求一般分為三個層次用相關詞語描述:

較低要求——了解

一般要求——理解、會

較高要求——掌握、應用

一般來說,對概念、原理、理論知識等,可用“了解”、“理解”、“掌握”等詞表述;對應用方面，可用“會”、“應用”、“掌握”等詞。

2、命題說明：

(1)本課程的命題考試是根據本大綱規定的考試內容來確定的，根據本大綱規定的各種比例組配試卷。

(2)《天氣學原理》、《中國天氣》及《動力氣象學》的比例約為1:1:1

(3)難易度分為易、較易、較難、難四級，在試卷中四種難易度分數比例約為3：3：2：2。

(4)試題主要題型：名詞解釋、填空題、綜合題(包括應用題)。

(5)試題主要測驗考生對本學科的基本理論、基本知識和基本技能掌握的程度，以及運用所學理論分析、解決問題的能力。試題有一定的區分度，難易度適當。一般應使本學科、專科本科畢業的優秀考生能取得及格以上成績。

(6)題型舉例

● 名詞解釋：

信風與季風

● 填空題：

真實作用于大氣的力包括_______、_______和_______。

● 綜合題：

以密度零級不連續面模擬鋒時，用鋒面坡度公式畫圖解釋鋒面附近氣壓分布特征。

3、參考書目:

《天氣學原理和方法》，氣象出版社，朱乾根等編著，2007年出版，第四版。

《動力氣象學》，氣象出版社，呂美仲等編者，2004年出版，第一版。

4、其他規定：考試方式為閉卷筆試，總分150分，考試時間為180分鐘。本科目考試不得使用計算器。